换热网络优化实施方案
3_常减压蒸馏装置换热网络的操作优化_梁虹(1)
1 优化换热网络的理论基础
( 1)英国 P rocess In teg ra tion L td. ( P IL) 公司的热集成优化技 术, 是基于模拟退火随机算法 ( sim - ulated annealing stochastic a-l gor ithm ) [ 1] , 可同时改变 常减 压装 置的众 多自 由度, 并考 虑常 减 压装置的各种约束条 件, 包括水力学约束 ( 防止液泛 ) 、产品 约束 ( 保证产品质量和流量 )和 换热网 络约束 (如 最多改 变换热 器个
常二中流量 / ( m3 / h)
72
常二中返塔温度 /e
190
常一中流量 / ( m3 / h)
93
常一中返塔温度 /e
122
常顶循流量 / ( m3 / h)
87
常顶循返塔温度 /e
85
常顶冷回流量 / ( m3 / h)
28
脱后原油 A路流量 /(m 3 /h) 160
脱后原油 B 路流量 / ( m3 /h ) 160
214
240
预 - 1(常三一次 )
200
500
预 - 2(减一一次 )
387
500
( 4)优化方案对不同原油品质的适应性 常减压精馏系统进 料波 动较 大, 时 常需 要处 理不 同品 质的 原油。基于此原因, 需要 验证优 化改 造方 案在处 理不 同油 品时 的效果。因此验证工作在以下三种 原油上进 行: 沙 中原油, 索鲁 士 - 伊重混合原油 ( 1z 1), 索鲁士 原油。原操 作工况 及模拟优 化操作方案在处理各种 原油时 的换热终 温见 表 3, 从 中看 出, 推 荐方案在处理不同油品时, 均不同程度地 提高原油 换热终 温, 其 幅度与处理的原油轻重组分相关, 组分越 重, 换 热终温 提升幅度 越大, 故在实施 操作 优 化期 间装 置 改炼 沙 重原 油, 力 求与 2008 年 7月份装置标定时所炼油种性质相同, 以便于对比分析。
网络优化实施方案模板
网络优化实施方案模板在进行网络优化实施方案的制定时，需要考虑到多方面的因素，包括网络结构、设备配置、性能优化等方面。
下面将从网络优化的目的、实施步骤、关键技术等方面进行详细介绍，希望能为大家提供一些参考和帮助。
一、网络优化的目的。
网络优化的目的是为了提高网络的性能和稳定性，减少网络故障的发生，提升用户体验。
通过网络优化，可以实现网络资源的合理利用，提高网络的吞吐量和响应速度，降低网络的时延和丢包率，提高网络的可靠性和安全性。
二、网络优化的实施步骤。
1. 网络性能评估，首先需要对当前网络的性能进行评估，包括带宽利用率、网络拥塞情况、设备负载情况等。
通过性能评估，可以了解到网络存在的问题和瓶颈，为后续的优化工作提供依据。
2. 网络拓扑优化，根据性能评估的结果，对网络拓扑进行优化，包括网络结构调整、设备布局优化、链路带宽调整等。
通过优化网络拓扑，可以提高网络的传输效率和可靠性。
3. 设备配置优化，对网络设备的配置进行优化，包括路由器、交换机、防火墙等设备的参数调整和性能优化。
通过设备配置优化，可以提高设备的处理能力和稳定性，减少故障的发生。
4. 服务质量优化，针对关键应用和业务，进行服务质量的优化，包括带宽控制、流量调度、QoS策略等。
通过服务质量优化，可以保障关键应用和业务的性能和稳定性。
5. 安全防护优化，加强网络安全防护措施，包括入侵检测、防火墙配置、安全策略优化等。
通过安全防护优化，可以提高网络的安全性和可靠性，防范网络攻击和恶意行为。
三、网络优化的关键技术。
1. SDN技术，软件定义网络（SDN）技术可以实现网络的灵活配置和智能控制，提高网络的可编程性和可管理性，为网络优化提供了新的思路和方法。
2. NFV技术，网络功能虚拟化（NFV）技术可以实现网络功能的软件化和虚拟化，提高网络的灵活性和可扩展性，为网络优化带来了新的机遇和挑战。
3. AI技术，人工智能（AI）技术可以实现网络的智能优化和自动化运维，提高网络的自适应性和智能化水平，为网络优化提供了新的动力和支持。
换热站管网改造工程施工方案
换热站管网改造工程是为了提高供热质量和效率，确保冬季供暖需求，对现有换热站管网进行改造升级。
本次改造工程主要包括以下内容：1. 更换老旧供热管道，降低管网泄漏率；2. 更换换热站设备，提高换热效率；3. 优化管网布局，提高供热系统稳定性；4. 加强管网监测，确保供热安全。
二、施工准备1. 施工组织（1）成立施工项目组，负责整个工程的施工组织、协调和管理；（2）明确各施工环节的责任人和责任部门；（3）制定施工进度计划，确保工程按期完成。
2. 施工材料（1）根据设计要求，准备足够的管道、阀门、法兰等管材和配件；（2）检查管材、配件的质量，确保符合国家标准；（3）提前采购设备，如焊机、切割机等。
3. 施工人员（1）组织专业技术人员进行施工前的技术培训；（2）确保施工人员具备相应的操作技能和安全意识；（3）落实施工人员的安全防护措施。
三、施工工艺1. 管道更换（1）切断老旧管道的进水、回水阀门；（2）采用切割机将老旧管道切割成段；（3）拆除老旧管道，清理施工现场；（4）按照设计要求，安装新的管道；（5）进行管道焊接，确保管道连接牢固；（6）进行管道压力测试，确保管道无泄漏。
2. 换热站设备更换（1）拆除老旧换热站设备；（2）检查新设备的安装位置和尺寸；（3）按照设备说明书进行安装；（4）进行设备调试，确保设备运行正常。
3. 管网布局优化（1）根据实际情况，调整管网布局，提高供热系统稳定性；（2）对管道进行重新连接，确保连接牢固；（3）进行管道压力测试，确保管网无泄漏。
4. 管网监测（1）安装管道压力、温度等监测设备；（2）建立管网监测系统，实时监控管网运行状况；（3）定期进行管网检查，确保管网安全运行。
四、施工安全管理1. 严格执行安全操作规程，确保施工人员的人身安全；2. 加强施工现场的安全防护措施，如设置警示标志、围挡等；3. 对施工人员进行安全教育培训，提高安全意识；4. 定期进行安全隐患排查，及时发现并整改安全隐患。
某甲醇合成单元换热网络的优化
李德侠：某甲醇合成单元换热网络的优化
·１３３·
某甲醇合成单元换热网络的优化
李德侠
（ 惠生工程（ 中国） 有限公司 工艺室，上海 ２０１２１０）
摘要：介绍了某甲醇合成单元改造前后的工艺流程，并运用模拟软件 ＰＲＯＩＩ 对甲醇合成反应器进出料流程模拟，得出新工况下各现有换 热器需承担的热负荷，同时结合 ＨＴＲＩ，确定现有进出料换热器的设计换热能力。 以满足工艺要求和节能降耗为前提，通过 ＰＲＯＩＩ 对各老 换热器之间的负荷进行重新调整匹配、增加流量控制阀和旁路对流股重新匹配等措施，优化生产流程和工艺参数，尽量实现老设备利旧 及节能降耗的目的。 关键词：甲醇合成；换热器；负荷调整；节能降耗 中图分类号：ＴＱ２２３．１２；ＴＱ０１８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）１１－０１３３－０３
针对甲醇合成反应器的替换，专利商提供了一版反应器进 出料流程的物料平衡，根据该物料平衡数据（ 新工况），甲醇装 置建厂初期原工况和反应器改造后新工况换热负荷、管壳侧流 量、管壳侧进出口温度对照表见表 ３。
表 ３ 原工况与新工况物流数据对比表
设备位号
换热负荷 ／ （ ＭＭｋｃａｌ ／ ｈ） 设备名称 原工况 新工况
工工艺设计工作。
·１３４·
山 东 化 工 ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０２１ 年第 ５０ 卷
名称 １４０－Ｒ－４，５ 反应器的合成气入口温度 ／ ℃ １４０－ＨＥ－２８ 水冷器的粗甲醇出口温度 ／ ℃
表 １ 专利商确认的技术指标
１） 基于新工况下需要的总负荷不变，通过调整不同换热器 管壳侧的流 量 及 进 出 口 温 度， 对 不 同 换 热 器 所 承 担 的 负 荷 在 ＰＲＯＩＩ 里重新分配，并在 ＨＴＲＩ 进行核算。 优化前由表 ３ 知，反 应器进出口换热流程中除去甲醇水冷器 １４０－ＨＥ－ ２８ 换热面积 满足新工况需求，其他几台换热器换热面积余量均为负值，均需 要新增替换设备。 优化后由表 ４ 知，仅换热器 １４０－ＨＥ－２１ 和空 冷器 １４０－ＨＥ－６０ ～ ６７ 新工况下余量为负值，需改造或新增的设 备数量大大减少。
换热网络优化实施方案
编号：P1******* 大修项目实施方案项目名称：换热网络优化申报单位：中海沥青（四川）有限公司项目经理：邱震宇主管领导（签字）：日期：2013年12月4日中海油气开发利用公司制一、大修实施方案1．项目的主要内容1.1中段取热温差大，改变中段取热控制方式。
目前中段取热控制方式为通过流量调节阀控制中段循环抽出量，由于在换热器面积一定的情况下，中段循环抽出量越小，换热温差越大。
将目前的控制方式更换为三通调节阀控制抽出和返塔温差，增加中段循环量，减少换热温差，增大高温位部分的热量利用。
将常二中和减二中调节阀更换为三通调节阀，原流量计移至三通调节阀后，流量仍通过中段循环泵变频控制。
1.2针对换热网络中存在跨夹点传热的现象，调整目前的换热网络，主要有以下几个方面：a调换6组换热器换热顺序。
主要为原油-常二中（II）换热器E113调整至原油-减二中（II）换热器E114A/B后换热；闪底油-减二中（I）换热器E120调整至闪底油-减四线换热器E117后换热。
将闪底油-减渣（II）换热器E118A～D拆分成两组，即闪底油-减渣（II）换热器E118C/D和闪底油-减渣（III）换热器E118A/B，其中闪底油-减渣（II）换热器E118C/D调整至闪底油-减三线（I）E119后换热；b将换热器E108A/B和E110A/B沥青由走管程改为走壳程，原油由走壳程改为走管程。
c新增3台换热器，分别为原油-减三线（II）换热器E107B、原油-减二线换热器E106B和原油-常三线（II）换热器E105B。
改造后换热网络换热流程详见改造后的PFD图。
1.3增加相应的管道和阀门新增3台换热器，新增换热器原油侧压降为80kPa，工艺侧增加压降均在5kPa左右，可忽略不计；换热器E113和E114A/B调整换热顺序，原油管道系统增加9kPa压降；换热器E108A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统增加16kPa压降，减渣管道系统减少144kPa压降；换热器E110A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统减少20kPa压降，减渣管道系统减少6kPa压降；闪底油换热顺序调整，闪底油管道系统合计增加25kPa的压降。
换热网络的综合、优化
换热网络的综合,优化
上海理工大学 关欣
研究换热网络综合,优化的意义
换热器网络是石油化工,能源动力,低温工程等领域广泛 应用的工艺环节,其设计的合理性和高效性直接关系到工 业系统的整体性能.而换热器网络的综合和优化即是要充 分利用工艺物流的能量,尽量减少公用设施费用,使系统 总投资费用最小.实践表明,通过对已有换热器网络的优 化和改造以及对新型换热器网络的综合和优化,都可以显 著地提高能量利用效率,达到节能高效的目的,且产生的 经济效益是十分可观的.例如,ICI公司应用窄点法对已 有换热器网络进行优化和调整以后,不但节省了设备投资, 而且仅燃料费用一项每年就节约120万美元,获得了相当 可观的效果[1];我国在这方面的成功经验也很多,例如, 清华大学化工系统工程教研室在上世纪八十年代,通过对 炼厂原油预热网络的优化改造,使得加热炉负荷降低40%, 年经济效益达140万元[2].因此,近几十年来,换热器网 络的综合和优化技术得到了迅速的发展,并且已经成为过 程系统综合的一个重要分支.
供热管网深化规范管理及平衡调节实施方案
供热管网深化规范管理及平衡调节实施方案按照集团公司会议要求，为进一步深化和规范管网基础管理，提高供热管网热平衡，实现节约降耗，扩大供热能力，满足广大热用户用热需求，以及分析节能建筑与非节能建筑在相同供热参数下能耗的差值，并为非节能建筑进行外墙保温提供参考数据，特制订本方案。
本实施方案由供热公司经理任组长，各有关供热技术人员和供热所共同参与，公司分管领导监督实施。
一、管网规范化管理1、基础资料完善（4月20日——５月３０日）（1）各供热所辖区内所有换热站依据公司统一标准进行换热站、二级管网及片区供热信息和数据的搜集整理（见附表）；（2）供热所手工绘出二次管网平面图及负荷分布平面图，图纸要求能够体现出管网布置方式、管径、长度，管道阀门规格、位置、开度情况等（见附表）；（3）建立设备台账：换热站热网循环泵、补水泵性能参数，换热机组换热面积及功率等设备参数，所辖区域实际供热面积等（见附表）；（4）编写换热站运行情况分析报告，分析说明二级网供热情况及供热效果好与不好的原因；（5）填写换热站运行统计表，反映耗水、耗电、耗热等原始数据（见附表）；（6）各供热所于５月３０日前将换热站基础资料整理完毕上报公司。
2、试点换热站的选取及配套基础设施的完善（1）试点换热站的选取：选择换热站时应选择供热面积在4～６万㎡，二级管网、换热站匹配较好，有调整手段的片区，二级管网最好为架空敷设，片区内每栋楼必须为分户控制，节能建筑和非节能建筑各选一个。
根据条件从所有换热站中选取热电厂宿舍（非节能建筑）和明苑小区（节能建筑）作为试点换热站（２）试点换热站及片区配套设施的完善①换热站内：换热机组内二网加装热量表（用以分析换热器效率、二网热损）；换热机组引入气候补偿（实现按需供热）。
②二级网及室内系统：ａ、二级网所带楼宇每栋楼安装热量表和自力式流量平衡阀（实现调度中心能远程调节控制）；ｂ、二级网所带楼宇中选出一栋楼将其每一个单元都加装热量表，在每个单元的回水管上安装温度远传装置；ｃ、每栋楼的特殊位置（两山墙、顶层、一层、中间）安装室温监控装置和热量表。
换热网络的综合、优化
(utility grand composite curve)
传热过程的有效能分析
换热网络的调优
最少换热设备个数和热负荷回路
热负荷回路的断开 1 基本回路断开方式
2 补充回路断开方式
3 热负荷路径及能量松弛
换热网络的综合、优化
上海理工大学 关欣
研究换热网络综合、优化的意义
• 换热器网络是石油化工、能源动力、低温工程等领域广泛 应用的工艺环节，其设计的合理性和高效性直接关系到工 业系统的整体性能。而换热器网络的综合和优化即是要充 分利用工艺物流的能量，尽量减少公用设施费用，使系统 总投资费用最小。实践表明，通过对已有换热器网络的优 化和改造以及对新型换热器网络的综合和优化，都可以显 著地提高能量利用效率，达到节能高效的目的，且产生的 经济效益是十分可观的。例如，ICI公司应用窄点法对已 有换热器网络进行优化和调整以后，不但节省了设备投资， 而且仅燃料费用一项每年就节约120万美元，获得了相当 可观的效果[1]；我国在这方面的成功经验也很多，例如， 清华大学化工系统工程教研室在上世纪八十年代，通过对 炼厂原油预热网络的优化改造，使得加热炉负荷降低40%， 年经济效益达140万元[2]。因此，近几十年来，换热器网 络的综合和优化技术得到了迅速的发展，并且已经成为过 程系统综合的一个重要分支。
国内，针对换热器网络综合与优化的研究基本集中于高校内的研究工作。大连 理工大学姚平经教授在窄点技术法和数学规划法方面取得一定早期成果[13,14]， 并针对其不足之处提出和发展了先进的网络优化方法，例如，建立了三温差 MILP转运模型及其设计方法[15,16]等；华南理工大学华贲教授将人工智能和数 学规划[17]有机地结合起来应用于换热器网络的优化，建立了大规模网络的超 结构模型[18]，且充分考虑了换热器网络弹性设计问题[19]；清华大学肖云汉教 授、朱明善教授和王补宣教授在国内很早提出换热器网络综合和优化的重要性， 在该方面也作了大量有意义的研究[20,21]。 但总的看来，无论是窄点技术法还是数学规划法，到目前为止大都还是一种多 目标分步优化方法，很难一次得到网络的整体最优解。因而有必要对换热器网 络的综合与优化做进一步器网络的窄点法．新疆化工，1994，(1)：24-38. [2]肖云汉，朱明善，王补宣．换热网络的同步综合设计．化工学报，1993，(6)：635-643. [3] Linnhoff B, Flower J R. Synthesis of Heat Exchanger Networks: Systematic Generation of Energy Optimal Networks. AICHE Journal, 1978, 24(4): 633-654. [4]Trividi K K, et al. A New Dual-Temperature Design Method for the Synthesis of Heat Exchanger Networks. Comput Chem Eng, 1989, 16: 667-685. [5] Fraser D M. The Use of Minimum Flux instead of Minimum Approach Temperature as A Design Specification for Heat Exchanger Networks. Chem Eng Sci, 1989, 44: 1121-1127. [6] Cenda J, Westerberg A W, Mason D, Linnhoff B. Minimum Utility Usage in Heat Exchanger Networks Synthesis. Chem Eng Sci, 1983, 38: 373-387. [7]Papoulias S A, Grossman I E. A Structural Optimization Approach in Process Synthesis (II): Heat Recovery Network. Comput Chem Eng, 1983, 7(6): 707-721. [8]Floudas C A, Ciric A R, Grossman I E. Automatic Synthesis of Optimum Heat Exchanger Networks Configuration. AICHE. J, 1986, 32: 276-290. [9]Floudas C A, Ciric A R. Strategies for Overcoming Uncertainties in Heat Exchanger Network Synthesis. Comput Chem Eng, 1989, 13: 1133-1152. [10] Yee T F, Grossmann I E, Kravanja I. Computer Chem Eng, 1990, 14: 1151-1164. [11]Ciric A R, Floudas C A. Heat Exchanger Network Synthesis Without Decomposition. Comput Chem Eng, [J], 1991, 15: 385-396. [12] Yee T F, Grossmann I E. Simultaneous Optimization Models for Heat Integration (I)：Area and Energy Targeting and Modeling of Multi-stream Exchangers. Comput Chem Eng, 1990, 14(10): 1151-1164. [13] 詹士平，姚平经，袁一． 用转运问题求解换热器网络的最小公用设施费用． 化学工程，1989，17(5)：17-27. [14] 尹洪超，周东浩，崔峨．夹点技术与换热网络综合调优方法．节能，1994(5): 11-13. [15] 王莉，姚平经，袁一．换热器网络的新设计方法．化学工程，1995，23(1)：25-30. [16] 尹洪超，袁一，王晓云，施光艳．换热器网络非等温混合目标同步最优综合．大连理工大学学报，1995，35(5)：639-643. [17] 李志红，尹清华，华贲．换热网络最优合成研究的进展与展望．炼油设计，1997(3)：5-10. [18] 李志红，华贲，尹清华，何耀华． 人工智能与数学规划的集成用于换热网络最优合成设计的研究． 石油化工，1998(9)：660668. [19] 李志红，华贲．换热网络弹性分析的研究和应用．石油炼制与化工，1995(8)：11-14. [20] 肖云汉，朱明善，王补宣．换热网络设计方法的研究进展．化工进展，1994(1)： 1-8. [21] 朱明善，肖云汉，王补宣．换热网络的一种新的自动设计方法．石油炼制，1993(12)：46-52.
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中海沥青（四川）有限公司2013年大修
编号：P
大修项目实施方案
项目名称：换热网络优化
申报单位：中海沥青（四川）有限公司
项目经理：邱震宇
主管领导（签字）：
日期：2013年12月4日
中海油气开发利用公司制
一、大修实施方案
1．项目的主要内容
1.1中段取热温差大，改变中段取热控制方式。
目前中段取热控制方式为通过流量调节阀控制中段循环抽出量，由于在换热器面积一定的情况下，中段循环抽出量越小，换热温差越大。
将目前的控制方式更换为三通调节阀控制抽出和返塔温差，增加中段循环量，减少换热温差，增大高温位部分的热量利用。
将常二中和减二中调节阀更换为三通调节阀，原流量计移至三通调节阀后，流量仍通过中段循环泵变频控制。
1.2针对换热网络中存在跨夹点传热的现象，调整目前的换热网络，主要有以下几个方面：
a调换6组换热器换热顺序。
主要为原油-常二中（II）换热器E113调整至原油-减二中（II）换热器E114A/B后换热；闪底油-减二中（I）换热器E120调整至闪底油-减四线换热器E117后换热。
将闪底油-减渣（II）换热器E118A～D拆分成两
组，即闪底油-减渣（II）换热器E118C/D和闪底油-减渣（III）换热器E118A/B，
1
其中闪底油-减渣（II）换热器E118C/D调整至闪底油-减三线（I）E119后换热；
b将换热器E108A/B和E110A/B沥青由走管程改为走壳程，原油由走壳程改为走管程。
c新增3台换热器，分别为原油-减三线（II）换热器E107B、原油-减二线换热器E106B和原油-常三线（II）换热器E105B。
改造后换热网络换热流程详见改造后的PFD图。
1.3增加相应的管道和阀门
新增3台换热器，新增换热器原油侧压降为80kPa，工艺侧增加压降均在5kPa 左右，可忽略不计；换热器E113和E114A/B调整换热顺序，原油管道系统增加9kPa 压降；换热器E108A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统增加16kPa压降，减渣管道系统减少144kPa压降；换热器E110A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统减少20kPa压降，减渣管道系统减少6kPa压降；闪底油换热顺序调整，闪底油管道系统合计增加25kPa的压降。
2、主要工程量
中海沥青（四川）有限公司2013年大修
3
中海沥青（四川）有限公司2013年大修
3工程设计、施工及验收执行的主要标准、规范
3.1 施工标准
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
《石油化工金属管道布置设计通则》SH3012-2011
《工业金属管道设计规范》GB50316-2000
《石油化工设备和管道涂料防腐技术规范》GB50160-2008
《压力管道安全技术与监察规定-工业管道》TSG D0001-2009
3.2 验收标准
《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》（SH3501-2011）《现场设备、工业管道焊接工程质量及验收规范》（GB50683-2011）。
4．考核指标
施工过程中，无一例QHSE方面的事故，费用控制在预算范围内、进度按计划完成，改造后效果显著，满足工艺要求。
二、组织结构
项目经理（或负责人）：邱震宇
质量控制：罗江兵、付达飞
安全控制：白锦平
进度、费用控制：邱震宇
三、安全评价、环境评价、职业健康分析
本项目施工后，有利于装置的能源的合理利用，有利于节能，不会对安全、环境、员工健康带来隐患。
四、项目施工“三同时”，项目HSE措施
5
1 严格按照本工程设计与施工说明中的规定进行施工作业；
2须由具有资质的专业安装机构完成；
3作业完成后，施工方应做到工完、料尽、场地清，方能将项目移交给常减压作业区；
4项目的施工过程中的HSE管理及措施见：《危险源及风险识别、评价表一》。
五、经济效益、社会效益分析
1、优化后换热终温预计提高至299℃左右。
2、换热网络优化后，常减压装置能耗较优化前降低0.816kgEO/t。
优化后装置能耗变化见附表
表1-1 常减压装置能耗变化表。